54. Типы водного режима

Основы учения о типах водного режима были разработаны Г. Н. Высоцким. Для выделения типов учитываются следующие факторы: наличие или отсутствие в почве вечной мерзлоты, глубина промачивания почвогрунта до уровня грунтовых вод или только в пределах профиля, преобладание в толще почвогрунта восходящих или нисходящих токов воды. Сообразно с этим, выделяются следующие типы:

• Мерзлотный — в почве имеется вечная мерзлота, в тёплый период оттаивающая на небольшую глубину в пределах мерзлотного слоя, но с сохранением его значительной части. За счёт этого и атмосферных осадков над остаточным мерзлотным слоем формируется верховодка. Характерные почвы: арктические, тундровые, мерзлотные лугово-лесные.

• Сезонно-мерзлотный — распространён в регионах, где максимум осадков приходится на летний период и они промачивают почву до уровня грунтовых вод (Амурская область, юг Хабаровского края и др.). Зимой при этом почва промерзает на глубину более трёх метров, полностью оттаивая лишь в июле-августе. До этого времени водный режим местности носит все черты мерзлотного типа.

• Промывной — отмечается в почвах районов, где осадков выпадает больше, чем испаряется. Нисходящие токи воды преобладают над восходящими и почва промывается до уровня грунтовых вод. Грунтовые воды в данных условиях как правило залегают не глубже 2 м от поверхности. Характерные почвы: подзолистые.

• Периодически промывной — в почвах территорий, где количество выпадающих осадков примерно равно испарению, причём во влажные годы будет наблюдаться больше количество осадков и, соответственно, промывной режим, а в сухие преобладание испарения и непромывной водный режим. Характерные почвы: серые лесные.

• Эрозионно-промывной — на участках, подверженных водной эрозии.

• Непромывной — отмечается в почвенно-климатических зонах, где расходная статья водного баланса преобладает над приходной, влагооборотом охвачен лишь почвенный профиль, грунтовые воды залегают глубоко, нисходящие токи преобладают над восходящими (так как главный расход воды приходится не на физическое, а на транспирационное испарение). Характерные почвы: чернозёмы.

• Выпотной — при сумме осадков значительно меньше испарения. При этом испаряется не только влага, выпавшая в виде осадков, но часть высокостоящих грунтовых вод, в результате чего грунтовые воды поднимаются по капиллярам, достигая верхних горизонтов почвенного профиля. Так как в данных условиях грунтовые воды чаще всего минерализованы, то вместе с влагой по капиллярам переносятся растворённые соли. Характерные почвы: солончаки, солонцы.

• Застойный — распространён на заболоченных участках. Все поры почвы оказываются заполненными водой, испарению препятствует специфическая растительность (сфагновые мхи и др.). Характерные почвы: болотные.

• Намывной — при ежегодном продолжительном затоплении территории во время разлива рек. Характерные почвы: аллювиальные (пойменные)

55. Водный режим. Регулирование водного режима — одна из важнейших задач земледелия, так как в некоторых районах нашей страны вода является фактором, ограничивающим уровень урожайности сельскохозяйственных угодий. В этих районах большое значение имеет искусственное орошение, которое обеспечивает оптимальный водный режим во все периоды роста и развития растений и позволяет эффективно использовать удобрения и другие средства производства для получения высоких урожаев. Орошение осуществляется дождеванием, поливом по бороздам и полосам, сплошным затоплением, а также подпочвенно с помощью трубопроводов, заложенных в почве на глубине 0,5 м от ее поверхности по определенной системе.

56. В результате биологических процессов, протекающих в почве, резко увеличивается содержание углекислого газа и уменьшается количество кислорода в почвенном воздухе. Поэтому необходим постоянный газообмен между почвенным и атмосферным возду­хом, который зависит от воздухоемкости и степени аэрации почвы.

Возрастание концентрации углекислого газа в почвенном воз­духе отрицательно влияет на жизнь растений, а увеличение его в приземном слое атмосферы улучшает их углеродное питание. Если в почвенном воздухе содержится 1 % и больше углекислого газа, растения проявляют признаки отравления, тогда как повы­шение его концентрации в приземном слое воздуха сопровожда­ется повышением урожая.

57. оздухоемкость — это способность почвы содержать в себе определенное количество воздуха. Она зависит от пористости и влажности почвы. Чем выше пористость и меньше влажность почвы, тем больше воздухоемкость. На воздухоемкость влияют гранулометрический состав и структура почвы. Чем структурнее почва, тем больше в ней крупных некапиллярных пор, свободных от воды, а следовательно, выше ее влагоемкость. В распыленных бесструктурных почвах мало воздуха. Нормальная аэрация почв обеспечивается в том случае, если воздухоемкость превышает 15 % объема почвы.

Воздухопроницаемость — способность почвы пропускать через себя воздух. Чем полнее она выражена, тем лучше происходит газообмен, тем больше в почвенном воздухе содержится кислорода и меньше диоксида углерода. Воздухопроницаемость зависит от гранулометрического состава почвы, ее оструктуренности, объема пор между агрегатами.

Газообмен почвенного воздуха с атмосферным (аэрация) происходит через систему воздухоносных пор под действием диффузии барометрического давления, изменения температуры почвы, уровня грунтовых вод, количества влаги в почве (зависит от атмосферных осадков, орошения и испарения), а также под действием ветра.

Диффузия обусловлена тем, что в почвенном воздухе концентрация кислорода всегда меньше, а диоксида углерода больше, чем в атмосфере. При этом кислород непрерывно поступает в почву, а СО₂ выделяется в атмосферу.

Изменение температуры и барометрического давления вызывает сжатие или расширение почвенного воздуха, а следовательно, и газообмен.

Изменение количества влаги в почве и уровня фунтовых вод способствует газообмену, так как влага атмосферных осадков вытесняет почвенный воздух, а испарение воды из почвы и повышение уровня грунтовых вод вызывают всасывание атмосферного воздуха.

Влияние ветра на газообмен сильнее проявляется на пористых почвах, на которых отсутствует растительность.

Перечисленные факторы действуют на газообмен совместно, однако главным фактором поступления кислорода в почву и удаления диоксида углерода из нее считается диффузия.

58. РЕГУЛИРОВАНИЕ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ, агромелиоративное мероприятие, направленное на создание оптимальных запасов влаги в корне-обитаемом слое почвы в течение вегетационного периода растений. Для правильного установления режима орошения винограда учитывают его потребность в воде в различные фазы вегетации при данной агротехнике и конкретных почвенных и климатич. условиях. При недостатке или излишке влаги в почве продуктивность виноградных кустов снижается. В первом случае кусты страдают от недостатка влаги и питательных веществ, во втором — от недостатка воздуха в почве. В орошаемом виноградарстве эффективным средством Р. в. р. п. является использование поливов (см. Орошение виноградников). Последние по величине и времени устанавливают так, чтобы создаваемый ими режим влажности активного слоя почвы возможно равномернее и лучше приближался к требуемому (см. Оптимальная влажность почвы); при этом верхние и нижние запасы влаги не превосходят допустимые для винограда значения. Целенаправленное Р. в. р. п. обеспечивается улучшением организации территорий и подготовкой площадей к поливам, направленным изменением качественного состава и свойств поливной воды, совершенствованием способов технич. средств подвода воды к поливным устройствам, а также выбором рациональных способов и техники полива. В неорошаемых условиях водный режим почвы виноградников регулируют путем обработки почвы на виноградниках, а также мульчированием ее в рядах и междурядьях полиэтиленовой пленкой, растительными остатками, песком и др.

59. Тепловой режим почвы зависит от количества тепловых лучей, получаемых землей от солнца, и тепловых свойств почв, а именно: способности почв поглощать лучистую энергию, теплоемкости и теплопроводности почвы, излучения почвой тепловой энергии в атмосферу. Тепловой режим почвы оказывает огромное влияние на биологические процессы, а тем самым на почвообразование. В свою очередь растительный покров, отделяющий почву от окружающей атмосферы, влияет на тепловой режим почвы.

60. К тепловых свойств почв относятся теплопоглощающие способность, теплоемкость и теплопроводность.

Теплопоглощающие способность — способность почв поглощать и удерживать энергию солнца.

Характеризуется величиной альбедо — количеством солнечной радиации, отраженной поверхностью почвы и выраженной в % от суммарной солнечной радиации. Альбедо колеблется от 8 до 30%. Зависит от цвета почв, их структурного состояния, влажности, характера поверхности. Темные грунты поглощают больше энергии, чем светлые, влажные больше, чем сухие.

Теплоемкость — способность почвы поглощать тепло, количество тепла в калориях, необходимая для нагрева 1 г или 1 см куб почвы на 1° С.

Теплоемкость зависит от минералогического и гранулометрического состава почвы, содержания в нем органического вещества, влажности. Влажный грунт имеет большую теплоемкость, чем сухой, а глинистый грунт большую, чем песчаный.

Теплопроводность — способность почвы проводить тепло.

Теплопроводность зависит от гранулометрического, химического состава, гумусованости, плотности, пористости, степени увлажнения почвы. Минеральная часть почвы лучше проводит его, чем органическая, вода — лучше, чем воздух.

61. Сейчас принята систематика тепловых режимов почв В. Н. Димо .

1. Мерзлотные режимы типичны для почв с многолетней мерзлотой. Среднегодовая температура почвы отрицательная. Температура самого теплого месяца на глубине 0,2 м не превышает 20° C (почвы Евразийской полярной и Восточно мерзлотно-таежной областей).

2. Длительно-сезонно-промерзающие: до пяти месяцев преобладает положительная среднегодовая температура профиля. Температура самого теплого месяца на глубине 0,2 м — от 0 до 25° С. Глубина промерзания больше им, но она не смыкается с вечной мерзлотой.

3. Сезонно-промерзающие почвы имеют положительную среднегодовую температуру. Срок промерзания не более 2-х месяцев. Подстилающие породы немерзлых. Температура самого теплого месяца на глубине 0,2 м — 20-30° C (черноземы, серые лесные, каштановые почвы).

4. Непромерзающем почвы имеют течение года положительные среднегодовые температуры профиля, включая температуры самого холодного месяца (бурые лесные, субтропические, тропические почвы).

Существенные изменения в характере теплового режима почв вносит их возделывание, а также агромелиоративных мероприятий (снегозадержание, гребнювання, дренаж, орошение). Тепловой режим имеет значительное влияние на почвообразование (определяет интенсивность процессов в почвах, жизнедеятельность микроорганизмов, продуктивность растений).

62. Основным источником тепла в земледелии является солнечная энергия. При регулировании теплового режима необходимо учитывать все приходные и расходные статьи теплового баланса и потребность растений в тепле в те или иные периоды их жизни.

В зависимости от географических, почвенно-климатических условий, требований растений задачи регулирования теплового режима могут быть различными.

Для северных и центральных районов с недостатком тепла все приемы регулирования теплового режима должны быть направлены на эффективное использование и сохранение солнечной энергии с помощью мульчирования почвы торфом, перегноем, растительными остатками, темной бумагой, темной синтетической пленкой и другими материалами. Улучшению теплового баланса в этих условиях способствует внесение больших доз органических удобрений, рыхление почвы, устранение избытка влаги в почве. На тяжелых по механическому составу (глинистых) переувлажненных почвах прогревание их ускоряется глубоким рыхлением, поделкой гребней и гряд. Для уменьшения промерзания почвы и защиты посевов озимых культур и многолетних трав от вымерзания проводят снегозадержание. Теплолюбивые культуры — кукурузу, овощные культуры, ранний картофель — необходимо размещать на южных склонах с хорошо окультуренными и быстропрогреваемыми почвами.

В южных районах против перегрева почвы эффективно ее мульчирование различными светлыми материалами — резаной соломой, белой бумагой, опилками, синтетической пленкой светлого цвета и т. п. На орошаемых землях против перегрева почвы и растений эффективно дождевание.

Для регулирования теплового режима большое значение имеют полезащитные лесные полосы, способы, сроки и нормы посева, подбор сортов, приемы ухода за растениями, чистота посевов от сорняков, рельеф полей и экспозиция склона, механический состав, степень окультуренности почвы и другие условия.

В условиях защищенного грунта регулирование теплового режима осуществляется наиболее точно. Наряду с энергией солнца для обогрева защищенного грунта применяется технический обогрев, обогрев теплыми сточными водами, гидротермальными водами, а также биологический обогрев — теплом, которое выделяется при разложении навоза и других органических удобрений.

63.  Естественная радиоактивность вызывается ЕРЭ (уран, радий, торий, актиний, радон и др.) и изотопами химических элементов, обладающих радиоактивными свойствами (калий, рубидий, углерод и т.д.). Наличие радиоактивных свойств установлено у 60 природных изотопов. ЕРЭ представлены в основном долгоживущими изотопами с большим периодом полураспада (ППР). В процессе распада они испускают α-частицы, β- и γ-лучи. Высокий процент ЕРЭ содержат некоторые рудные месторождения, малые же количества их распределены по всей поверхности земли и присутствуют во всех горных породах, почвах, водах. (Естественная Р.(п.) зависит главным образом от содержания урана, радия, тория, радиоактивного изотопа калия) Радиоактивность почв — способность почв к испусканию α, β, γ-λучей, обусловленная наличием в п. и материнских породах природных и искусственных радионуклидов. В группу природных радионуклидов входят: ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²Th и продукты их распада (Ra, Rn, Th и др.), а также⁴⁰К, ⁸⁷Rb, ¹⁴C и ³Н. Кроме природных радионуклидов в настоящее время известно более 1300 искусственных, наиболее важными из них являются: ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ¹³¹J, ⁸⁹Kr, ³H. Они могут создавать опасность для здоровья населения в случае загрязнения сельскохозяйственных растений, питьевой воды, продуктов питания, воздуха. Естественная радиоактивность п. определяется как фон при изучении различных свойств п. с помощью радиоактивных изотопов, а также для контроля загрязнения п. искусственными радионуклидами (см. загрязнение почвы радиоактивное).